西马路交叉路口交通管理与控制方式的优化设计(附件)
城市道路交叉口是城市道路网络的重要组成部分，其设置的合理与否直接关系到相关线路乃至整个路网交通功能的发挥，它对于城市道路的机动性、通行能力、路网容量以及交通安全都有较大的影响。所以，关于解决城市交通拥堵的问题及提高路网的总体容量，如何对交叉口设计进行优化改善、提高交叉口的通行能力是极其重要的。为了改善淮安市主干道之一的西马路交叉口的拥堵问题，提高交叉口的通行能力和车辆行驶的安全，本课题主要在国内外对交叉口交通管理与控制的研究基础上，通过对西马路交叉口的交通现状进行调查并分析，运用以减少冲突点为前提的信号交叉口优化方法，以渠化优化及信号控制优化为手段，减少车辆延误、提高行车安全。关键词: 西马路交叉口,交通现状,渠化优化,信号配时优化,仿真评价目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景、目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究评述 3
2 西马路交叉路口现状调查和分析 5
2.1 道路几何性调查 5
2.2 交通量调查 8
2.3 信号配时调查 9
2.4 交通冲突点分析 10
3 西马路交叉路口交通管理与控制方式的优化方法研究 11
3.1 西马路交叉路口空间渠化优化设计 11
3.2 西马路交叉路口信号控制优化设计 21
4 西马路交叉路口设计优化方案仿真 24
4.1 仿真过程 24
4.2 仿真结果分析 26
5 结论 26
5.1 研究的主要成果及结论 26
6 展望 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.1.1 课题研究背景
作为城市道路网络的节点，交叉口汇集了行人、非机动车、公交车和社会机动车等不同方式、不同特性、不同方向且相互冲突的混合交通流。但因缺乏集交通组织、空间布局、安全保障和信号控制为一体的交叉口综合优化设计，因此，无法对混合交通流进行合理有效的组织、分流、引导、规范及控制，从而导致交叉口效率低下、事 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.1.1 课题研究背景
作为城市道路网络的节点，交叉口汇集了行人、非机动车、公交车和社会机动车等不同方式、不同特性、不同方向且相互冲突的混合交通流。但因缺乏集交通组织、空间布局、安全保障和信号控制为一体的交叉口综合优化设计，因此，无法对混合交通流进行合理有效的组织、分流、引导、规范及控制，从而导致交叉口效率低下、事故频发，成为道路交通系统中的瓶颈【1】。
研究表明，在通常条件下，城市平面信号交叉口的通行能力只相当于路段上的40％～45％，车辆通过平面交叉口所消耗的时间约占全程时间的40％，而交叉口延误更占了全程延误的90％左右；美国平面交叉口事故数占总事故36％左右，我国城市道路交通事故50％～80％发生在道路交叉口及其邻近地段。更为严重的是，发生在交叉口的局部问题(比如拥堵和事故)能借助网络的开放性，以非线性模式朝周围迅速扩散和积累，若处理不当往往造成路网和交通系统功能的大范围长时间受损甚至完全瘫痪。可见，交叉口是城市综合交通系统“问题的发生地、矛盾的集中地”，如何改善城市道路平面交叉口功能是交叉口研究的重点。
1.1.2 研究目的和意义
本文选取的是西马路交叉口（淮海北路与北京东西路的十字交叉口）,该交叉口的东西走向为北京东路,南北走向为淮海北路,舭邻淮安市第一人民医院，与淮安市淮阴区地税局和交通局相邻,附近有天翼手机卖场及众多的商业网点,银行和娱乐购物场所，人流车辆来往密集,特别是晚高峰，由上下班私家车尤其多，交通拥堵十分严重。所以对西马路交叉口的控制与管理方式的优化势在必行。
通过对西马路交叉口交通现状的的调查分析,晚高峰期间交通调查所获得的数据，找出交叉口拥挤堵塞的原因，正确地设计交叉口优化改善方案，并合理地组织交通，减少或消除冲突点，保证行车安全，并使延误尽可能地减少，提高交叉口的通行能力，保证行车安全畅通，从而提高整个城市路网通行能力，缓解交通堵塞。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外平面交叉口研究现状
很早以前在1868年，英国伦敦Westminster街口就已经出现了最早的交通信号灯，从此诞生了第一个信号交叉口，围绕着交叉口的研究不断的深入开展。英国、美国等发达国家率先对此进行了研究，他们以连续的交通流为前提，提出了左、右转专用车道、渠化交通设施等方法，在交通管理方面采用信号控制与交通规则相结合的方法，如采用多相位控制、禁左或禁右等，来提高交通安全与通行能力。
在信号交叉口控制方面，主要集中在交叉口的信号配时、交叉口延误计算分析，交叉口的交通模拟等。得克萨斯运输学院研究小组对路口也作了做了大量研究得出了临界车道法的概念，对每个入口的临界车道求出一个同通行能力行能力，那么，对于整个交叉路口可以求出一个临界车道容量，得出临界车道通行能力与周期的关系，从关系式可以看出临界车道通行能力与周期成反比关系，同时表明周期相同的条件下，入口数越多临界车道通行能力也相应降低。该研究成果在某种程度上有助于理解信号周期对交叉口通行能力的影响。Webster通过计算机和广泛的现场观测研究出一种确定最佳周期的公式，这个公式是以延误为最小作为目标.Webster还推断当周期在(0.75-1.5)Co范围变动时，延误没有显著增加。因此，在选择周期时，同时要考虑到路口的实际情况，还要考虑好交又口的通行能力，理论上的周期并不一定适合该交叉口。
1.2.2 国内平面交叉口研究现状
在渠化设计方面，国内主要研究成果集中在交叉口的拓宽设计，车道的设置及功能划分方面，标志标线，以及交通岛的设置，行人和自行车的组织等。
国内许多学者对影响平面交叉口通行能力的因素方面做了很多实质性的探索，同济大学杨佩昆教授鉴于传统的停车线无法准确地描述路口内左转车对直行车的全部影响，提出了“冲突点法”，即把考察交通提取交通资料的位置由停车线改为直行车与左转车在路口内的冲突点。不用通过停车线断面的左直右小时总量和通过停车线的饱和车头时距而是以左转、直行车的周期流量及通过冲突点的饱和车头时距作为信号配时与通行能力计算的依据，几乎全部更新了配时计算方法。
国内早期对交叉口的评价基本上是借鉴国外的方法，也是根据某几个单个指标将交叉口的服务水平划分为若干个等级，如北京市政设院建议同时考虑排队长度、损失时间和驾驶员感受，将交叉口服务水平分为五个等级，考虑了多种因素对交叉口的评价指标的影响【4】。吴海燕等(2000)在对城市道路交叉口的交通进行分析的基础上，从技术、经济、环境等层面选择指标，通过层次分析法建立交叉口综合评价指标体系，并将指标进行综合量化，得到了交叉口的综合评价值。这种方法较全面的考虑了交叉口涉及的多方面因素，对研究交叉口的性能和辅助决策具有其可行性，但是涉及的指标较多，指标间的相关性较强，对调查和收集基础数据带来了较大的困难【5】。同济大学江欣国等(1999)将城市道路交叉口评价系统分为4个子系统，包括交叉口布局指标、营运指标、管理指标和环境指标，并分别给出了各个子系统的相关指标及其评价指标等级的建议值，采用系统工程中的矩阵综合评分法和特尔斐法(Delphi)进行综合评价【6】。
此外，钱寒风等(2005)在《上海中心城平面交叉口评价系统研究》一文中，增加了反映交叉口临界服务水平的新交叉口评价指标一一两次停车率，作为评价平面交叉口运行效率的主要指标之一【7】。杨成斌(2007)在《交叉口交通组织优化设计研究》中
1 绪论 1
1.1 研究背景、目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究评述 3
2 西马路交叉路口现状调查和分析 5
2.1 道路几何性调查 5
2.2 交通量调查 8
2.3 信号配时调查 9
2.4 交通冲突点分析 10
3 西马路交叉路口交通管理与控制方式的优化方法研究 11
3.1 西马路交叉路口空间渠化优化设计 11
3.2 西马路交叉路口信号控制优化设计 21
4 西马路交叉路口设计优化方案仿真 24
4.1 仿真过程 24
4.2 仿真结果分析 26
5 结论 26
5.1 研究的主要成果及结论 26
6 展望 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.1.1 课题研究背景
作为城市道路网络的节点，交叉口汇集了行人、非机动车、公交车和社会机动车等不同方式、不同特性、不同方向且相互冲突的混合交通流。但因缺乏集交通组织、空间布局、安全保障和信号控制为一体的交叉口综合优化设计，因此，无法对混合交通流进行合理有效的组织、分流、引导、规范及控制，从而导致交叉口效率低下、事 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.1.1 课题研究背景
作为城市道路网络的节点，交叉口汇集了行人、非机动车、公交车和社会机动车等不同方式、不同特性、不同方向且相互冲突的混合交通流。但因缺乏集交通组织、空间布局、安全保障和信号控制为一体的交叉口综合优化设计，因此，无法对混合交通流进行合理有效的组织、分流、引导、规范及控制，从而导致交叉口效率低下、事故频发，成为道路交通系统中的瓶颈【1】。
研究表明，在通常条件下，城市平面信号交叉口的通行能力只相当于路段上的40％～45％，车辆通过平面交叉口所消耗的时间约占全程时间的40％，而交叉口延误更占了全程延误的90％左右；美国平面交叉口事故数占总事故36％左右，我国城市道路交通事故50％～80％发生在道路交叉口及其邻近地段。更为严重的是，发生在交叉口的局部问题(比如拥堵和事故)能借助网络的开放性，以非线性模式朝周围迅速扩散和积累，若处理不当往往造成路网和交通系统功能的大范围长时间受损甚至完全瘫痪。可见，交叉口是城市综合交通系统“问题的发生地、矛盾的集中地”，如何改善城市道路平面交叉口功能是交叉口研究的重点。
1.1.2 研究目的和意义
本文选取的是西马路交叉口（淮海北路与北京东西路的十字交叉口）,该交叉口的东西走向为北京东路,南北走向为淮海北路,舭邻淮安市第一人民医院，与淮安市淮阴区地税局和交通局相邻,附近有天翼手机卖场及众多的商业网点,银行和娱乐购物场所，人流车辆来往密集,特别是晚高峰，由上下班私家车尤其多，交通拥堵十分严重。所以对西马路交叉口的控制与管理方式的优化势在必行。
通过对西马路交叉口交通现状的的调查分析,晚高峰期间交通调查所获得的数据，找出交叉口拥挤堵塞的原因，正确地设计交叉口优化改善方案，并合理地组织交通，减少或消除冲突点，保证行车安全，并使延误尽可能地减少，提高交叉口的通行能力，保证行车安全畅通，从而提高整个城市路网通行能力，缓解交通堵塞。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外平面交叉口研究现状
很早以前在1868年，英国伦敦Westminster街口就已经出现了最早的交通信号灯，从此诞生了第一个信号交叉口，围绕着交叉口的研究不断的深入开展。英国、美国等发达国家率先对此进行了研究，他们以连续的交通流为前提，提出了左、右转专用车道、渠化交通设施等方法，在交通管理方面采用信号控制与交通规则相结合的方法，如采用多相位控制、禁左或禁右等，来提高交通安全与通行能力。
在信号交叉口控制方面，主要集中在交叉口的信号配时、交叉口延误计算分析，交叉口的交通模拟等。得克萨斯运输学院研究小组对路口也作了做了大量研究得出了临界车道法的概念，对每个入口的临界车道求出一个同通行能力行能力，那么，对于整个交叉路口可以求出一个临界车道容量，得出临界车道通行能力与周期的关系，从关系式可以看出临界车道通行能力与周期成反比关系，同时表明周期相同的条件下，入口数越多临界车道通行能力也相应降低。该研究成果在某种程度上有助于理解信号周期对交叉口通行能力的影响。Webster通过计算机和广泛的现场观测研究出一种确定最佳周期的公式，这个公式是以延误为最小作为目标.Webster还推断当周期在(0.75-1.5)Co范围变动时，延误没有显著增加。因此，在选择周期时，同时要考虑到路口的实际情况，还要考虑好交又口的通行能力，理论上的周期并不一定适合该交叉口。
1.2.2 国内平面交叉口研究现状
在渠化设计方面，国内主要研究成果集中在交叉口的拓宽设计，车道的设置及功能划分方面，标志标线，以及交通岛的设置，行人和自行车的组织等。
国内许多学者对影响平面交叉口通行能力的因素方面做了很多实质性的探索，同济大学杨佩昆教授鉴于传统的停车线无法准确地描述路口内左转车对直行车的全部影响，提出了“冲突点法”，即把考察交通提取交通资料的位置由停车线改为直行车与左转车在路口内的冲突点。不用通过停车线断面的左直右小时总量和通过停车线的饱和车头时距而是以左转、直行车的周期流量及通过冲突点的饱和车头时距作为信号配时与通行能力计算的依据，几乎全部更新了配时计算方法。
国内早期对交叉口的评价基本上是借鉴国外的方法，也是根据某几个单个指标将交叉口的服务水平划分为若干个等级，如北京市政设院建议同时考虑排队长度、损失时间和驾驶员感受，将交叉口服务水平分为五个等级，考虑了多种因素对交叉口的评价指标的影响【4】。吴海燕等(2000)在对城市道路交叉口的交通进行分析的基础上，从技术、经济、环境等层面选择指标，通过层次分析法建立交叉口综合评价指标体系，并将指标进行综合量化，得到了交叉口的综合评价值。这种方法较全面的考虑了交叉口涉及的多方面因素，对研究交叉口的性能和辅助决策具有其可行性，但是涉及的指标较多，指标间的相关性较强，对调查和收集基础数据带来了较大的困难【5】。同济大学江欣国等(1999)将城市道路交叉口评价系统分为4个子系统，包括交叉口布局指标、营运指标、管理指标和环境指标，并分别给出了各个子系统的相关指标及其评价指标等级的建议值，采用系统工程中的矩阵综合评分法和特尔斐法(Delphi)进行综合评价【6】。
此外，钱寒风等(2005)在《上海中心城平面交叉口评价系统研究》一文中，增加了反映交叉口临界服务水平的新交叉口评价指标一一两次停车率，作为评价平面交叉口运行效率的主要指标之一【7】。杨成斌(2007)在《交叉口交通组织优化设计研究》中
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